MRS基本原理与采集技术
MRS与MRI同源于质子共振现象,区别在于MRI成像反映质子弛豫时间,而MRS检测的是质子频率和浓度。由于水和脂肪信号强度约为所观察代谢物的近1000倍,MRS必须在采集时将其抑制,否则代谢物峰被淹没。
空间定位主要有两种方式:STEAM采用三个层面选择性90°射频脉冲获得激励回波,最短TE约20ms;PRESS由90°激励脉冲加两个重聚焦脉冲产生自旋回波,最短TE约30ms。两者共同的问题是化学位移移位,即层面选择脉冲导致定位不准确。


参数设置与质量控制
TR和TE需折中:长TR减少T1饱和、短TE减少J偶联去相位,有利于Gln、Glu、mI等复杂偶联代谢物检测;但短TE会引入大分子和脂质的短T2宽信号,此时可改用长TE(144或288ms)抑制脂质并观察乳酸。临床常用TR为1.5T时1.5s、3T时2s。
匀场直接决定谱线质量,3T推荐使用二阶匀场线圈,线宽控制目标为C2约3Hz、D1约4Hz、E约10Hz。水抑制需在定位模式之前施加,以减轻水峰对基线的干扰及运动、射频梯度振动产生的伪影。体素放置应避开空气/组织界面和头皮,1.5T时8cm3、3T时4cm3可在5分钟内获得高质量波谱。
数据质量需评估信噪比、代谢物与未抑制水的线宽、残余水信号、谱线形状、CRLB、拟合残差及伪影。后处理推荐全自动拟合(如LCModel),谱线拟合前不做时域变迹和零插值,并基于水标进行涡流校正。





脑肿瘤的MRS表现与鉴别
脑肿瘤波谱以NAA下降、Cho升高为核心。2D-MRS对照正常脑组织,GBM与正常脑组织有统计学差异的代谢物达15种,包括NAA、Cho、GPC、mI、GABA、Glu、Gln、Lac、Lip及丙氨酸、天冬氨酸、谷胱甘肽等,3T扫描约11分钟即可提供神经递质和脂质信息,辅助鉴别诊断。
星形细胞瘤表现为NAA下降、mI和Cho升高;胶质瘤Ⅲ级Cho进一步升高;胶质母细胞瘤NAA显著下降、Cho显著升高;淋巴瘤Cho明显升高而NAA下降相对轻;转移瘤与脑膜瘤表现不同,脑膜瘤通常NAA不明显降低而Cho升高。少突胶质细胞瘤术前分级中,MRS与PWI比较亦显示其价值。
2-羟基戊二酸(2HG)峰与IDH突变相关,IDH1 R132H突变型胶质瘤可检出2HG,野生型则无,可用于无创判断IDH状态。



感染性病变的波谱鉴别
脑脓肿的鉴别中,脂质和氨基酸峰是关键。结核球(结核性脓肿)常观察到脂质(Lip)峰;化脓性脓肿常观察到氨基酸(AA)峰而不出现脂质峰。结合常规MRI和DWI,MRS有助于在肿瘤、结核与炎症之间作出区分。



神经退行性疾病与其他应用
不同疾病有推荐的扫描部位:阿尔茨海默病取后扣带回和海马,帕金森病取桥脑和纹状体,亨廷顿病取纹状体,脊髓小脑共济失调取桥脑和小脑蚓部,运动神经元疾病取运动皮层,多发性硬化取白质。
肌萎缩性侧索硬化选择性累及皮层锥体细胞、锥体束和脊髓前角细胞,临床仅有运动神经元受累而无感觉障碍;与健康对照相比,患者左侧运动皮层NAA/Cr和Glu/Cr降低。慢性下腰痛患者与对照相比,多个脑区NAA、Glu、mI、Cho降低。


